MPPT Có Giúp Giảm Ảnh Hưởng Khi Tấm Pin Bị Che Bóng Không?

Trong hệ thống điện mặt trời, bóng che là một trong những nguyên nhân phổ biến làm giảm sản lượng. Nhiều người thắc mắc: MPPT có giúp giảm ảnh hưởng khi tấm pin bị che bóng không? Câu trả lời là có, nhưng MPPT không thể xử lý hoàn toàn mọi trường hợp bóng che. Hiệu quả còn phụ thuộc vào cách chia string, số lượng MPPT, hướng mái, vị trí bóng che và loại inverter sử dụng.

MPPT là gì?

MPPT là viết tắt của Maximum Power Point Tracking, nghĩa là theo dõi điểm công suất cực đại.

Bộ MPPT trong inverter có nhiệm vụ liên tục đo điện áp và dòng điện từ tấm pin để tìm điểm làm việc cho công suất cao nhất.

Công thức công suất:

P = U × I

Trong đó:

• P là công suất
• U là điện áp
• I là dòng điện

Khi ánh sáng thay đổi hoặc có bóng che, điện áp và dòng điện của dàn pin cũng thay đổi. MPPT sẽ tự điều chỉnh để hệ thống làm việc gần điểm công suất tối ưu nhất.

Bóng che ảnh hưởng đến tấm pin như thế nào?

Khi một phần tấm pin bị che bởi cây, tum, bồn nước, dây điện, cột anten hoặc mái bên cạnh, dòng điện của tấm pin đó sẽ giảm. Vì các tấm pin thường được đấu nối tiếp thành string, một tấm bị yếu có thể kéo giảm dòng của cả string.

Ví dụ:

Một string có 10 tấm pin. Nếu 1 tấm bị che mạnh, toàn bộ string có thể giảm công suất đáng kể, dù 9 tấm còn lại vẫn đang có nắng tốt.

Đây là lý do bóng che cục bộ có thể gây thiệt hại sản lượng lớn hơn nhiều so với diện tích bị che thực tế.

MPPT có giúp giảm ảnh hưởng bóng che không?

Có, MPPT có thể giúp inverter tìm điểm công suất tốt nhất khi điều kiện ánh sáng thay đổi. Khi một nhóm tấm bị che bóng, đường đặc tính công suất của string sẽ thay đổi. MPPT sẽ quét và điều chỉnh để lấy được mức công suất cao nhất có thể trong điều kiện đó.

Tuy nhiên, MPPT không thể làm cho tấm pin bị che phát điện như tấm pin không bị che. MPPT chỉ giúp tối ưu phần công suất còn lại, chứ không xóa bỏ hoàn toàn tổn thất do bóng che.

Có thể hiểu đơn giản:

MPPT giúp giảm thiệt hại do bóng che, nhưng không thể thay thế cho thiết kế string đúng và vị trí lắp đặt tốt.

Vì sao số lượng MPPT rất quan trọng khi có bóng che?

Nếu toàn bộ tấm pin được đấu vào một MPPT, khi một khu vực bị bóng che, MPPT đó phải tối ưu chung cho cả nhóm. Điều này có thể làm sản lượng giảm mạnh.

Nếu hệ thống có nhiều MPPT, mỗi nhóm tấm pin có thể được tối ưu độc lập.

Ví dụ:

• MPPT 1: nhóm tấm mái Đông
• MPPT 2: nhóm tấm mái Tây
• MPPT 3: nhóm tấm gần tum có bóng che

Khi nhóm gần tum bị che, chỉ MPPT 3 bị ảnh hưởng. MPPT 1 và MPPT 2 vẫn phát điện bình thường.

Đây là lý do inverter nhiều MPPT thường có lợi thế trên mái phức tạp, nhiều hướng hoặc có bóng che cục bộ.

Ví dụ dễ hiểu

Giả sử hệ thống có 20 tấm pin chia làm 2 nhóm:

• 10 tấm ở mái chính, không bóng che
• 10 tấm gần tum, bị che vào buổi sáng

Nếu đấu cả 20 tấm không hợp lý vào cùng một MPPT, bóng che ở nhóm gần tum có thể ảnh hưởng đến hiệu suất chung.

Nếu chia:

• MPPT 1: 10 tấm mái chính
• MPPT 2: 10 tấm gần tum

Khi nhóm gần tum bị che, MPPT 2 sẽ tự tối ưu riêng. MPPT 1 vẫn hoạt động ở công suất cao.

Khi nào MPPT phát huy hiệu quả với bóng che?

MPPT phát huy tốt nhất khi:

• Các nhóm tấm bị che được tách riêng MPPT
• Mỗi MPPT nhận các tấm cùng hướng, cùng góc nghiêng
• Các string trong cùng MPPT có số tấm tương đương
• Bóng che chỉ xảy ra cục bộ, không che toàn bộ dàn pin
• Inverter có thuật toán MPPT tốt
• Hệ thống được thiết kế đúng dải điện áp MPPT

Nếu thiết kế sai, MPPT có nhiều cũng không phát huy hết hiệu quả.

Khi nào MPPT không giải quyết được bóng che?

MPPT không thể xử lý tốt nếu:

• Tấm pin bị che nặng trong thời gian dài
• Cả string bị che bởi công trình bên cạnh
• Nhiều hướng mái bị đấu chung vào một MPPT
• Hai string lệch số tấm đấu song song cùng MPPT
• Điện áp string quá thấp, MPPT khó hoạt động ổn định
• Dùng inverter ít MPPT cho mái quá phức tạp
• Bóng che thay đổi liên tục trên nhiều tấm khác nhau

Trong các trường hợp này, cần xử lý bằng thiết kế lại vị trí tấm pin, chia lại string, dùng inverter nhiều MPPT hoặc cân nhắc optimizer/micro inverter nếu cần.

Bypass diode có liên quan gì đến bóng che?

Trong tấm pin mặt trời thường có bypass diode. Khi một phần tấm pin bị che, bypass diode có thể giúp dòng điện đi vòng qua vùng bị che để hạn chế tổn thất và tránh điểm nóng.

Tuy nhiên, bypass diode cũng không làm mất hoàn toàn ảnh hưởng của bóng che. Khi diode hoạt động, một phần công suất của tấm pin vẫn bị mất.

Có thể hiểu:

• Bypass diode giúp bảo vệ và giảm tổn thất trong tấm pin
• MPPT giúp inverter tìm điểm công suất tối ưu của string
• Chia string đúng giúp hạn chế bóng che ảnh hưởng sang nhóm khác

Ba yếu tố này cần phối hợp với nhau.

Có nên dùng optimizer khi bị bóng che không?

Optimizer là thiết bị tối ưu công suất ở cấp độ từng tấm pin. Nếu hệ thống bị bóng che phức tạp, optimizer có thể giúp giảm ảnh hưởng tốt hơn MPPT thông thường.

Nên cân nhắc optimizer khi:

• Mái có nhiều bóng che nhỏ, di chuyển theo giờ
• Mỗi tấm pin nhận nắng khác nhau
• Không thể chia riêng MPPT hợp lý
• Mái nhiều hướng nhưng inverter không đủ MPPT
• Yêu cầu giám sát từng tấm pin

Tuy nhiên, optimizer làm tăng chi phí đầu tư và cần thiết kế đúng. Với nhiều công trình dân dụng thông thường, chỉ cần chia MPPT đúng là đã đủ hiệu quả.

Micro inverter có tốt hơn khi bị bóng che không?

Micro inverter hoạt động độc lập cho từng tấm pin hoặc từng cặp tấm pin. Vì vậy, khi một tấm bị che, các tấm khác ít bị ảnh hưởng hơn so với hệ string inverter truyền thống.

Micro inverter phù hợp với:

• Mái rất phức tạp
• Nhiều hướng nhỏ
• Bóng che cục bộ nhiều
• Hệ thống nhỏ cần tối ưu từng tấm
• Khách hàng muốn giám sát chi tiết từng module

Tuy nhiên, chi phí thường cao hơn và cần cân nhắc điều kiện bảo trì trên mái.

Cách thiết kế hệ thống để giảm ảnh hưởng bóng che

1. Khảo sát bóng che trước khi lắp đặt

Cần kiểm tra bóng che theo các khung giờ trong ngày, đặc biệt là buổi sáng, trưa và chiều. Các vật thể thường gây bóng che gồm:

• Tum thang
• Bồn nước
• Cây xanh
• Nhà bên cạnh
• Cột điện
• Dây điện
• Anten
• Ống khói
• Lan can mái

2. Tách nhóm bị bóng che sang MPPT riêng

Nếu một khu vực mái bị che vào một số thời điểm, nên tách khu vực đó sang MPPT riêng thay vì đấu chung với nhóm không bị che.

3. Không trộn nhiều hướng mái vào cùng một MPPT

Mái Đông, Tây, Nam nhận nắng khác nhau. Nên tách từng hướng vào từng MPPT riêng để tối ưu sản lượng.

4. Chia string cùng số tấm, cùng hướng

Các string song song trong cùng một MPPT nên có cùng số tấm, cùng hướng, cùng góc nghiêng và cùng điều kiện ánh sáng.

5. Tránh vị trí có bóng che cố định

Nếu có vị trí bị che nhiều giờ trong ngày, nên hạn chế đặt tấm pin ở khu vực đó. Đôi khi bỏ bớt vài tấm nhưng sản lượng tổng thể lại tốt hơn.

6. Chọn inverter có số MPPT phù hợp

Mái càng phức tạp, càng nên cân nhắc inverter nhiều MPPT. Với mái đơn giản, 2 MPPT có thể đủ. Với mái nhiều hướng hoặc nhiều vùng che bóng, 3–4 MPPT sẽ linh hoạt hơn.

Dấu hiệu hệ thống bị ảnh hưởng bởi bóng che

Người dùng có thể nhận biết qua các dấu hiệu:

• Sản lượng thấp dù trời nắng tốt
• Một MPPT có công suất thấp hơn bất thường
• Công suất tăng giảm mạnh theo giờ
• Buổi sáng hoặc chiều sản lượng tụt rõ rệt
• Inverter báo MPPT hoạt động không đều
• Có string yếu hơn các string còn lại
• Trên app giám sát thấy đường công suất bị lõm hoặc dao động

Khi gặp tình trạng này, nên kiểm tra lại bóng che, hướng mái, cách chia string và dữ liệu từng MPPT.

MPPT có phải giải pháp duy nhất cho bóng che không?

Không. MPPT chỉ là một phần trong giải pháp tối ưu bóng che.

Một hệ thống xử lý bóng che tốt cần kết hợp:

• Khảo sát mái kỹ
• Bố trí tấm pin hợp lý
• Chia string đúng
• Chọn inverter đủ MPPT
• Tính toán điện áp và dòng MPPT
• Dùng bypass diode, optimizer hoặc micro inverter khi phù hợp
• Theo dõi sản lượng từng MPPT sau khi vận hành

Nếu bỏ qua thiết kế ban đầu, MPPT sẽ khó bù lại tổn thất.

Kết luận

MPPT có giúp giảm ảnh hưởng khi tấm pin bị che bóng, nhưng chỉ trong phạm vi tối ưu phần công suất còn lại của string. MPPT không thể làm cho tấm pin bị che phát điện như bình thường và cũng không thể sửa hoàn toàn lỗi thiết kế string sai.

Để giảm tổn thất do bóng che, cần chia string theo đúng MPPT, tách các nhóm tấm có điều kiện ánh sáng khác nhau, không trộn nhiều hướng mái vào cùng một MPPT và chọn inverter có số MPPT phù hợp. Với mái phức tạp hoặc bóng che nhiều, có thể cân nhắc thêm optimizer hoặc micro inverter.

LumiSolar – thương hiệu thuộc Công ty TNHH Công nghệ Việt Số Hoá chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và tối ưu hệ thống điện mặt trời theo điều kiện mái thực tế tại Hải Phòng và khu vực miền Bắc.

Thông tin liên hệ:
LumiSolar – Công ty TNHH Công nghệ Việt Số Hoá
Địa chỉ công ty: 194 Trung Hành, Hải An, Hải Phòng
Showroom: 489 Ngô Gia Tự, Hải An, Hải Phòng
Hotline: 0981.669.996
Website: lumisolar.vn